电压源和电流源

嘉立创EDA仿真常用库中提供了一系列电压源和电流源，输出关系由一系列的参数和数值定义。

本节将详细介绍电压源各种形式的配置，电流源的配置方式完全一致。

• 直流源（DC）：直流信号源，一般做电源供电；

• 正弦源（SINE）：正弦信号源；

• 脉冲源（PULSE）：一般的脉冲波形；

• 指数源（EXP）：具有指数上升沿和下降沿的单个脉冲；

• 单频调频源（SFFM）：单个正弦波载波，由单个正弦波频率调制；

• 分段线性源（PWL）：任意波形源，其信号创建为时间和电平的列表，信号在每个时间点之间线性值。

• 行为源（B）：自定义函数源。

直流源（DC）配置：

配置直流电压源作为电源供电，点击查看工程。

正弦源（SINE）配置：

配置正弦源（SINE）选项正弦信号源，点击查看工程。

脉冲源（PULSE）配置：

配置脉冲源（PULSE）选项创建脉冲信号源，点击查看工程。

指数源（EXP）配置：

配置指数源（EXP）选项创建具有指数上升沿和下降沿的单个脉冲源，点击查看工程。

单频调频源（SFFM）配置：

配置单频调频源（SFEM）选项创建简单的单频调频正弦信号源，点击查看工程。

分段线性源（PWL）配置：

配置分段线性源（PWL）选项创建任意的分段线性波形信号源，点击查看工程。

行为源：

行为源是嘉立创EDA里面一个非常强大的仿真模型，它包括电压源和电流源，每个行为源都由一个方程式组成。

• 任意电压源：在嘉立创EDA中定义电压源的方程式十分简单：V =表达式。以下举几个例子：

  • 1. V = 3 * V（a，b）：输出电压等于'a'点与'b'点电压差的3倍。
  • 2. V = Vwing tanh（V（a，b） Avol）：该方程式定义了一个差分增益模块，由一个参数Avol定义的小信号增益和一个输出电压摆幅组成，该输出电压摆幅通过tanh函数限制为另一个参数Vswing值的+/-。

• 任意电流源：任意电流源方程式的语法与任意电压源语法基本相同，只是电压V被电流I所代替：I=表达式

  • 1. I = V（a）* I（Vimon）：输出电流等于'a'点电压V（a）乘以通过I（Vimon）点的电流。
  • 2. I = V（a，b）/ Rval：当行为源的正负端子分别命名为‘a’和‘b’时，此表达式定义值为Rval的电阻。

点击查看以下行为源示例：

行为源函数

注意事项：

1. 请注意，行为源表达式中不使用大括号；

2. 在仿真图中放置“任意行为源”字段时，表达式必须位于同一行上面，但是在输入到网表表达式中（例如，.subckt模型定义中的表达式）可以使用“ +”延续字符来换行。在嘉立创EDA模型中可以找到相关示例。比如，在opamp5pEE参数化5引脚运算放大器模型的网表中，有以下描述：

Bipbias1 inp isum I =（ibias + ios）* V（supply_ok）+
+（uramp（V（inn）-（V（vp）+ inmax））-uramp（-V（inn）+（V（vn）-inmin ）））/ Rser

在opamp_ANF01 .subckt中，还有另一个示例：

B1 out 0
+ V =（TANH（（V（inp）-V（inn））* {Avol} * 2 /（V（vcc）-V（vee）））*（V（vcc）-V（vee））
+ +（V（vcc）+ V（vee）））/ 2

3. 如果行为源代码中的表达式包含IF语句，而IF语句本身包含等号=，则如下所示：

输出0 V = V（in）+ IF（offset = 1，1，0）那么这将引发以下错误：

Unexpected equals sign

为避免此错误，必须将IF语句中的单等号替换为双等号，如下所示：

输出0 V = V（in）+ IF（offset == 1，1，0）

有关行为源的更多信息，请在LTspice软件中搜索行为源的帮助或者查看Wiki文档。

交流电源配置

交流电源除了生成用于瞬态分析（时域）仿真的时域信号外，还可以配置为用于AC分析（频域）仿真的AC源。

可以指定交流电源的幅度和相位，并在“交流分析”仿真指令中给出了要分析电路的频率列表，那么仿真结果会是绘制振幅和相位与频率的关系图，例如显示电路频率响应的波特图。

它们的生成方式是纯数学分析的结果。

简单来说，就是检查电路的直流工作点，并用线性化的小信号模型代替电路中的所有组件。

换句话说，假定一切都围绕DC工作点呈线性，因此该电路可以表示为频域中的小信号线性系统。

然后，以AC Analysis spice指令中指定的每个输入频率对线性方程组的输出进行求解。

以下示例显示了如何在一个电路中配置多个AC源来代表相同频率但相位不同的不同信号源。

点击查看工程

该示例还显示了相位设置如何与时域中的相同信号相关。

在此示例中，两个交流电源均设置为1的相同幅度。尝试一下将它们设置为不同的幅度，并将结果与信号源的时域部分中相同的幅度变化进行比较。

AC分析只能用于研究电路的小信号频率响应。

由于大多数电路的线性度随输入信号的瞬时值而变化，因此交流分析的结果不能用于推断电路在频域中的大信号响应。

当对包括AGC以及其他形式的动态范围压缩和扩展的电路进行AC分析时，必须谨慎设置正确的DC工作点，其中DC工作点是长期设置的（与信号周期相比） ）的平均值或电路本身输出幅度的类似函数。

关于直流工作点影响的另一点是：交流分析不能用于研究诸如锁相环、开关电源和D类放大器等电路的频率响应，因为这些电路通常包含的元素总是切换到一种或另一种状态，其中线性化的增益降低为零。

有许多方法可以研究此类电路的频率响应，但它们需要更高级的建模技术，才能用线性化的等效电路代替开关和其他元件（例如PLL中的VCO）。

尽管可以在电路中放置任意数量的交流电源，每个交流电源都有各自的幅度和相位，但所有电源都将以与AC分析设置（而不是由AC Analysis设置确定）完全相同的频率运行。在其中有多个独立电源的电路中，只需将交流幅度和相位值添加到所需的电源中进行仿真。